Клапанное устройство для управления работой газонефтяной скважины

СООЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 80162 5)5 Е 21 ЫЙ КОМИТЕТМ И ОТНРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕНПО ИЗОБРЕТЕНГРИ ГКНТ СС ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ бъеди- обычи р гИ 19 оде 6. д К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Научно-производственное онение по термическим методам днеФти Союзтермнефть"(56)Зайцев Ю.В., Маскутов Р.А, иСправочное пособие по газлиФтномуспособу эксплуатации скважин. МНедра, 1984, с. 116.Патент США Р 4502510,кл. 138-45, опублик. 1985.Авторское свидетельство СССРУ 1440571, кл. Е 21 В 34/06, 193 2(54) КЛАПАННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВ. ЛЕНИЯ РАБОТОЙ ГАЗОНЕФТЯНОЙ СКВАЖИНЫ(57) Изобретение относится к неФтянойи газовой пром-сти и предназначенодля обеспечения надежной эксплуатацииФонтанируюцих скважин. Цель изобретения - упроцение конструкции и повышение надежности работы в условияхповышенного содержания в добываемойжидкости гидратов и механических примесей. Устройство содержит цилиндрический корпус 1 с приемной 2 и отводяцей 3 камерами, гидравлически связанными между собой через осевой канал 4 дросселя 5, стержень (С) 6очистки канала 4 дросселя 5 и привВ верхней ступени, выполненной иа1624130 40 внутренней поверхности корпуса 1 ступенчатой расточки, размещен стакан 7, В нижней ступени расточки 8, корпу. са 1 раэмецено посадочное седло. С возмоъябстью взаимодействия с поса 5 дочным седлом 9 установлен торцовый клапан 14. Между нижней торцовой поверхностью стакана 7 и посадочным седлом 9 выполнена кольцевая полость (КП) 15, в которой размещен кольцевой выступ 12 подпружиненного поршня (ПП) 11. В осевом канале ПП 11 размещены С 6, приемная камера 2 и дроссель 5, Установлен С 6 вьппе радиальных щелей 13 ПП 11, гидравлически связанных с приемной камерой 2 и КП 15. Высота каждой щели 13 меньше диаметра канала 4 дросселя 5. ПласИзобретение относится к неФтяной и газовой промышленности и предназначено для обеспечения надежной эксплуатации Фонтанирующих скважин. 30Целью изобретения является упрощение конструкции и повьппение надежности работы в условиях повышенного содержания в добываемой жидкости гидратов и механических примесейНа Фиг. 1 показано клапанное устройство и взаимное положение деталей в нормальном режиме эксплуатации, разрез; на Фиг. 2 - взаимное положение деталей подпружиненного поршня и толкателя в начальный момент отрыва торцового клапана от посадочного седла, на Фиг, 3 - момент очистки канала просселя стержнем.Устройство содержит цилиндрический 45 корпус 1 с приемной 2 и отводящей 3 камерами, гидравлически соединенными между собой через осевой канал 4 дросселя 5, стержень 6 очистки осевого канала дросселя 5 и привод. Устройство снабжено стаканом 7. На внутренней говерхности корпуса выполнена ступенчатая расточка 8, в верхней ступени которой размещен стакан 7 с воэможностью перекрытия верхней части корпуса 1. Устройство снабжено55 также посадочным седлом 9, размещенным в нижней ступени расточки 8 корпуса 1, и подпружиненным пружиной товая жидкость иэ подводящей магистрали 32 поступает через подводящийканал 19 в КП 15 и далее через щели13, канал 4 дросселя 5 в отводящуюкамеру 3, откуда через канал 22 попадает в отводящую магистраль 33.В условиях повышенного содержанияв добываемой жидкости гидратов имеханических примесей происходит отложение их в канале 4 дросселя 5и на целях 13. При определенномзначении перепада давлений междумагистралями 32 и 33 происходит резкое перемещение ПП 11 вверх, С 6входит в канал 4 дросселя 5, очищаяего от отложений. Острыми кромкамистакана 7 снимаются отложения сощелей 13. 1 з. п. Ф-лы, 3 ил. 10 поршнем 11 с осевым каналом, кольцевым выступом 12, радиальными щелями 13 и торцовым клапаном 14, установленным с воэможностью взаимодействия с посадочным седлом 9. Между нижней торцовой поверхностью стакана 7 и посадочным седлом 9 выполнена кольцевая полость 15 для размещения в ней кольцевого выступа 12 поршня 11, установленного с возможностью поочередного взаимодействия его с торцовой поверхностью стакана 7 и посадочным седлом 9 в крайних положениях поршня 11, Стержень 6 очистки осевого канала дросселя, приемная камера 2 и дроссель 5 расположены в осевом канале подпружиненного поршня 11, причем стержень 6 очистки осевого канала дросселя 5 установлен выше радиальных щелей 13, гидравлически связанных с приемной камерой 2 и кольцевой полостью 15, Высота каждой радиальной щели 13 меньше диаметра осевого канала дросселя 5. Привод выполнен в виде подпружиненного пружиной 16, регулируемой гайкой 17, толкателя 18, установленного в корпусе 1 с возможностью взаимодействия с подпружиненный поршнем 11, совместного осевого перемещения их и сообщения кольцевой полости 15 с отводящей камерой 3В корпусе выполнены два подводящих канала 19 и 20. Канал5 1 б 24119 гицравлически соединен с кольцевой полостью, а канал 20 - с выпол -ненной ниже подпружиненного толкателя 18 полостью 21. В корпусе выполнены также два отводящих канала 22и 23. Канал 22 гидравлически связанс отводяцей камерой 3, а канал 23через полость 24 и отверстие 25 - сполостью 26, образованной подпружиненным поршнем 11 и внутренней поверхностью стакана 7,Кроме того, устройство содержиткорончатый ниппель 27, цилиндрический центрируюций выступ 28, силовойпоршень 29 и шток 30, а толкатель18 имеет сквозные окна 31.Устройство работает следуюцимобразом.Пластовая жидкость подается в подводящую магистраль 32, через подводящий канал 19 поступает в кольцевуюполость 15 и через радиальные щели13 - в приемную камеру 2, при этомкрупные механические примеси не проходят через радиальные щели 13 и оседают в полости 15, а пластовая жидкость через осевой канал 4 дросселя"Модается в отводяцую камеру 3, азетем через отводяций канал 22 выводится в отводящую магистраль .33.При этом поршень 11 с торцовьгмклапаном 14 плотно поджат к седлу 9усилием пружины 10 и избыточным давлением, действующим на площадь кольцевого выступа 13, а толкатель 18находится в крайнем нижнем положениии удерживается в нем пружиной 16,настроенной гайкой 17 на определенныйрабочий перепад давления на дроссе 40ле 5.,В процессе эксплуатации скважиныосевой канал 4 дросселя 5 начинаетзабиваться, например, в результатегидратообразования или отложения солей на внутренней поверхности дросселя 5, что приводит к уменьшению площади сечения осевого канала 4 н, какследствие, к увеличению перепада давления между подводяцей 32 и отводящей33 магистралями.При этом под действием избыточногодавления на силовой поршень 29 толкателя 18 последний через шток 30 сжимает пружину 16 и перемещается вверх55до упора в поршень 11. При определенном значении перепада давления надросселе 5 поршень 29 толкателя,18преодолевает сопротивление пружины 30 610 поршня 11 и "с глие от перепада давления на площадь кольцевого высту па 12. В результате происходит отрыв торцового клапана 14 от седла 9 и пластовая жидкость поступает под торцовый клапан 14, что приводит к резкому перемецению поршня 11 вверх.Центрирующий цилиндрический выступ 28 во время движения поршня вверх задерживает свободное поступление пластовай жидкости в отводящую камеру 3, что способствует поддержанию силового контакта между толкателем 18 и поршнем 11 до момента выхода центрируюцего выступа 28 из взаимодействия с корпусом 1. После перемещения выступа 28 в кольцевую полость 15 пластовая жидкость вместе с крупньгми механическими примесями через кольцевой зазор между торцовым клапаном 14 и седлом 9 поступает из камеры 15 в отводящую камеру 3, поршень отбрасывается в крайнее верхнее положение. При этом радиальные щели 13 проходят относительно острой кромки на торцовой поверхности стакана 7, что приводит к скалыванию отложений на входе в них. Одновременно стержень 6 входит в осевой канал 4 дросселя 5 и взаимодействует сс слоем отложений на внутренней поверхности канала 4.Поскольку расход пластовой жидкости через кольцевой зазор между торцовым клапанам 14 и седлом 9 значительно превосходит заданный расход через дроссель 5, перепад давления между приемной 32 и отводящей 33 магистралями снижается до значений ниже расчетного на 1 - 1,5 ати. При этом усилием сжатой избыточным давлением пружины 16 толкатель 18 возвращается в исходное нижнее положение. Поршень 11 усилием сжатой пружины 1 О перемещается вниз до контакта торцового клапана 14 с седлом 9. Одновременно стержень 6 выводится иэ осевого канала 4, что позволяет вновь вести через дроссель 5 добычу пластовой жидкости. В случае, если процесс очистки и разрушения отложений на внутренней поверхности дросселя эа первый цикл проведен неполностью и перепад давления больше оптимального, процесс его очистки повторяется до тех пор, пока величина перепада давления,не станет равной заданной.Формула изобретения Клапанное устройство для управле ния работой газонефтяной скважины, содержащее цилиндрический корпус с5 приемной и отводящей камерами, гидравлическн соединенными между собой через осевой канал дросселя, стержень очистки осевого канала дросселя и привод, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности работы в условиях повышенного содержания в добей идкости гидратов и механических примесей, оно снабжено стаканом, а на внутренней поверхности корпуса выполнена ступенчатая расточка, в верхней ступени которой размещен стакан с возможностью перекрытия верхней части корпуса, посадочным седлом, размещенным в нюкней ступени расточки корпуса, и подпружиненным поршнем с осевым каналом, кольцевым Выступомр радиальными щелями и тор 25 цовым клапаном, установленным с воз. - можностью взаимодействия его с посадочным седлом, причем между нюкней торцовой поверхностью стакана и посадочным седлом выполнена кольцевая полость для размещения в ней кольцевого выступа поршня, установленно- го с возможностью поочередного взаимодействия его с торцовой поверхностью стакана и посадочным седлом в крайних положениях поршня,а стержень очистки осевого канала дросселя, приемная камера и дроссель расположены в осевом канале подпружиненного поршня, причем стержень очистки осевого канала дросселя установлен выше радиальных щелей, гидравлически связанных с приемной камерой и кольцевой полостью, привод выполнен в виде подпружиненного толкателя, установленного в корпусе с возможностью взаимодействия с подпружиненным поршнем,совместного осевого перемещения их и сообщения кольцевой полости с отводящей камерой, при этом в корпусе выполнены два подводящих канала, один из которых гидравлически соединен с кольцевой полостью, а другой - с выполненной ниже подпружиненного толкателя полостью, и два отводящих канала, один из которых гидравлически связан с отводящей камерОй, а другой - с полостью, образованной подпружиненным поршнем и внутренней поверхностью стакана.12. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что высота каждой радиальной щели меньше диаметра осевого канала дросселя.1624 130 г едактор А,Лежнин рректор Т. Малецй Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгоро Гагарина, 1 О Заказ 174НИИПИ Госу Составитель В.БорискТехред П,Олийнык Тираж Подписноетвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5